Российские и зарубежные физики разработали новый тип фотодетекторов на базе нанопленок диселенида ниобия, которые могут фиксировать даже самые слабые формы терагерцового излучения, порождаемые объектами космоса и различными процессами в микромире. Об этом сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

«Мы создали чувствительный и компактный детектор терагерцевого излучения толщиной всего в несколько атомных слоев диселенида ниобия, что в 10 тыс. раз тоньше листа офисной бумаги. При этом наша технология позволяет получать материалы с идеальной структурой. Она проста в применении и не требует специального оборудования», – заявил научный сотрудник МИЭМ НИУ ВШЭ (Москва) Игорь Гайдученко, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Разработанный Гайдученко и учеными детектор представляет собой пленку из сверхпроводящего материала, которая способна активно взаимодействовать с частицами света. Когда она поглощает фотоны, часть пленки нагревается и ее сопротивление меняется, что позволяет обнаруживать излучение и определять его свойства. Качество работы этого датчика излучения зависит от толщины пленки, ее однородности и других параметров.

Российские и зарубежные ученые, в том числе нобелевский лауреат Константин Новоселов, выяснили, что на роль основы для подобных пленок идеально подходит диселенид ниобия. Двумерный наноматериал, который можно получить тем же образом, который Новоселов и Андрей Гейм использовали в опытах с графеном – путем отрывания атомных слоев от куска материала при помощи скотча.

Опыты показали, что многослойные конструкции из прослоек диселенида ниобия, нанесенные на кремниевые подложки, а также электроды из алюминия и антенну из золота, можно использовать для создания высокочувствительных датчиков терагерцовых волн. Они фиксируют даже самые слабые электромагнитные колебания подобного рода при охлаждении до 6–7 градусов Кельвина (минус 265–266 градусов Цельсия), и при этом не уступают в этом отношении уже существующим фотодетекторам.

Последнее, как считают Гайдученко, Новоселов и ученые, является свидетельством того, что более совершенные версии их разработки значительным образом превзойдут уже существующие коммерческие решения. Кроме того, ученые предполагают, что аналогичным образом можно будет фиксировать и другие типы электромагнитных волн, в том числе инфракрасное излучение, что расширит их возможное применение в области инфракрасной оптоэлектроники.

О терагерцовых волнах

Терагерцовые волны могут использоваться для сверхбыстрой передачи информации, а также для создания медицинских и научных приборов, использующих это излучение для получения изображений внутренних органов и различных объектов неживой природы. Проблема заключается в том, что создание компактных и мощных источников и приемников подобных волн оказалось очень сложной задачей, над решением которой сейчас работают десятки научных коллективов по всему миру.